BAS集成控制技術對智能建筑的節能優化研究

江月 李佳倩 劉明月 閆洋龍 詹晟

摘要：以國內外智能建筑控制系統的研究為依據，結合智能建筑的發展歷史，旨在研究集成控制技術下，分析以BAS系統為核心的智能建筑如何優化控制設備的運行能耗，帶來能源和成本上的節省，并舉例分析，系統探討集成控制技術下智能建筑對社會節能減排的研究有重要意義。

關鍵詞：智能建筑；BAS系統；集成控制；節能優化

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.09.091

0引言

當科技邁入21世紀，信息產業高速發展，人們對于居住環境的要求也隨著經濟的增長而不斷提高，他們越來越希望看到智能、舒適、人性化的高質量生活環境。伴隨著經濟發展的同時，全球能源透支，政府對于能源消耗的標準也越定越高，節能、減排、環保、低能耗，這都成了智能建筑不斷發展的動力。在智能化生活的形勢下，不斷研發節能材料，優化監控系統的智能建筑逐漸成了新一代的主流趨勢。

1關于建筑智能化的發展與初步研究

1.1智能建筑的定義及發展

智能建筑是21世紀互聯網科技與建筑藝術結合的新興產物，根據用戶的需要進行優化設計，綜合考慮環境友好問題；居住的舒適度；工作的效率，建筑安全問題等模塊，旨在用科技為用戶提供一個舒適、高效、人性的居住環境。

1984年，第一座帶有智能化概念的建筑物CITY PLACE在美國的哈特福德市建成，從此智能建筑便在歐、日等地迅速蓬勃起來。1990年，北京“發展大樓”揭開了我國智能建筑的序幕，隨后上海、廣東、深圳等地涌現出大批智能樓宇大廈。

截至目前，智能建筑在我國的大中城市已基本普遍，住宅小區智能化在經濟發達地區已達90%。隨著科技的不斷進步，智能建筑智能以創造安全高效的生活環境為目標，強調健康、智能、節能的主題，并將電腦技術，通信技術應用在建筑結構中，降低建筑在空調、通風、照明等方面的能耗，可比建常規筑節能30%以上。

1.2智能化保障-4C技術的應用

傳統的控制技術習慣性將控制系統集中在一個設備上便于管理，但成本之高，效率之低，近幾年，智能建筑逐漸采取設備分散，管理集中的模式，對于建筑功能不同的系統如空調、照明等，會分配一個獨立的控制器和控制子系統，以4C技術（Computer計算機技術、Control控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術）為基礎，通過BAS集成技術對所有的系統、子系統進行監控管理，使得各系統成為一個有機的整體，而分系統之間能夠相互連接，進行信息的交換，共同管理系統運行。

2以BAS為核心的集成控制技術的運行原理

2.1BAS的技術關鍵：集成控制技術

由于不同廠商提供的設備子系統不同，各子系統之間的連接變得困難，而集成控制就是通過標準化協議，對設備的生產進行統一規范，使自控設備能夠集成在一起，系統之間可以自由通信，從而節約控制成本，減少投資成本，降低運行維護費用，方便操作和維修。

LonWorks是設備監控系統的一種開放性控制技術，也是目前集成控制技術的基礎性技術，它是采用神經元芯片技術，在ISO的七層協議上實現的網絡控制技術。它可以把不同廠家的空調、照明、消防、排水、電梯等設備一體化集中，從而降低安裝費用，節約運行費用。與傳統的控制系統相比，LonWorks技術沒有了中央控制器，在系統的成本上節省了一部分資金和費用，并以神經元芯片作為節點處理，使用同一個通信協議，通過神經元這個高度集成的節點處理器，可以與其他節點互通信息，完成整個系統的集成。

2.2三層網格結構實現集成控制

智能建筑的BAS系統作為智能建筑三大系統的基礎，利用前饋控制技術和數字通信等技術，以三層網格結構實現集成控制，第一層是以太網為干線的控制域，是數據集中處理和控制的中心，完成對系統的智能調控；第二層由每個分站獨立采集現場設備的數據，再將分站集中起來與中央控制站進行數據傳輸；第三層各子站通過控制器相互連接，實現子站與設備之間信號的傳入與輸出，再由子站連接器與分站總線聯結，使整個系統連接稱為整體，各系統與子系統之間相互連接，方便安裝維修，降低成本。

2.3四大子系統的應用保障建筑智能

電氣設備自動化系統。各種電器設備的自動化是建筑智能化的基礎，例如對中央空調的監控，及時調整空調的制冷制熱，節約建筑的能耗，同時保證照明和通風系統的正常工作。

消防系統。隨著建筑設備的增加，火災帶來的損失不可估量，為此，消防系統專門配備了識煙報警、火災探測等設備，使得系統可以及時探測到火災發生點，合理控制災情，最大程度的減少損失。

安保系統。安保是整個建筑的安全保障，利用先進的電子監控設備對建筑的全方面進行無死角監控，包括防盜、監控、報警在內的幾大系統為建筑的安保保駕護航。

聲頻系統。在建筑的廣播程序或者報警程序中，聲頻系統是關鍵，會議室、購物場所、客房和多功能廳都需要音頻，所以保證聲頻系統的傳輸質量是必不可少的工作。

3集成控制技術在智能建筑行業中的應用

3.1舉例探討BAS應用部署

佛山環球國際廣場：

（1）中央空調采用了BA技術為核心的監控系統，自動處理空氣質量，根據室內工作人員數量自動調節溫度變化；同時該系統還有遠程操控、自動開關機等功能，并保留數據，供值班人員監控。

（2）包括室內智能照明、大樓外立面裝飾，樓層照明燈在內的照明子系統均采用智能照明與控制系統，最大化減少能源消耗。

（3）通過盤管機的時間型控制計費制度，不僅對大廈的水表、電表以及空調能量表進行及時準確的記表，而且在BA監控技術的條件下，具備了遠程自動控制和自動關閥功能，實現建筑的節能。

3.2集成控制技術帶來的成本降低和能耗減少的統計

一棟大樓的整個生命周期里，40%的成本都與能源有關。就環球國際廣場來說，每年大廈可節約的用工成本支出約350000元，采用建筑智能化監控系統后，該大廈每年可節約人工成本支出270000元。青島西海岸新區的中德生態園體驗中心，采用智能樓宇控制技術，每年可節約130萬千瓦時的一次能耗，運行費用降低50萬元，比國家標準節能達90%以上。重慶首個綠色智能建筑在運行一年后統計，整個建筑的節能率為79%，節水率約58%，每年可省下電費近117萬元，水費四萬多，標準煤的噸數也減少了828噸，二氧化碳排放降低2174噸。

4對今后可研究發展方向的總結

互聯網技術在現有智能建筑的控制體系中占據著非常大的比重，未來幾年，互聯網、云計算、大數據，這些現代生活中炙手可熱的技術自然會與智能建筑掛鉤，例如大規模的數據保存技術，來解決當前數據保存時間少的問題；更高效的數據管理運行技術，實現日益龐大的數據采集管理；更完善的系統控制，來更精準地控制日趨復雜的樓宇系統。此外，在現有基礎上，智能建筑的未來還會融入新興的環保生態學、生物工程學、新材料學等多學科多技術，追求更節省的建筑面積，更簡單的生物識別，更美的設計造型，更強大的數據處理以及更舒適的生活環境。

參考文獻

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